基于学习元平台的微课设计.docx

基于学习元平台的微课设计[基金项目]国家自然科学基金项目“泛在学习的资源组织模型及其关键技术研究”（61073100）。
[作者简介]余胜泉，教授，博士生导师，北京师范大学教育技术学院;陈敏，北京师范大学教育技术学院在读博士。

余胜泉陈敏
北京师范大学教育技术学院，北京 100875；
“移动学习”教育部-中国移动联合实验室，北京 100875
【摘要】移动互联网的迅猛发展，使得“微时代”来临，微课已成为当前教育领域研究的一大热点，受到越来越多学者的关注。本文通过分析当前对微课的各种定义，分析了微课认识的误区，指出微课的本质是“课”。从“课”的角度提出，微课是在微型资源的基础上附加教学服务的小型化课程，由微型资源、学习活动、学习评价和认证服务四大部分构成。此外，微课小而散，应通过语义技术描述微课间的整体知识逻辑，实现散而有序。在此基础之上，介绍了基于学习元的微课设计思路，包括微课设计、教学信息描述、微课聚合和开发模式等内容，试图为微课的研究者和设计者们提供一定的思路与参考。
【关键词】微课；微课程；微型课程；课程设计；学习元

移动互联网、移动终端等技术的快速发展掀起了“微革命”的浪潮，我们已进入了“微时代”。微博、微信、微小说、微访谈、微电影等微时代产物以闪电的速度在社会上普及开来。它们最主要的特征是“内容短小、精悍”，适合在移动终端上展现，适合人们快节奏的生活。移动学习不仅建构了新的学习价值观，也十分迎合现代人的学习口味。移动学习的发展，对传统的课程形式提出了挑战。移动学习要求课程篇幅短小、形式多样，具备灵活性，可以满足学习者片段化、随时随地的学习需求，即学习者可利用生活中零散的时间随时随地开展学习，这种需求让越来越多的研究者关注到了微型课程，简称微课。
一、 微课的误区
随着微课这一概念的走红，越来越多人问道“什么是微课”。但目前微课并无统一的定义，一些学者也仅仅是从不同的角度给出了自己的理解。
胡铁生在国内较早提出微课的概念，他认为微课是“微型教学视频课例”的简称，将微课定义为“按照新课程标准及教学实践要求，以教学视频为主要载体，反映教师在课堂教学过程中针对某个知识点或教学环节而开展教与学活动的各种教学资源有机组合。”（胡铁生，2011）
黎加厚认为微课是与“课”相对应的概念，是从翻转课堂中涌现出来的新概念。他根据教学论的系统观，将微课定义为“时间在10分钟以内，有明确的教学目标，内容短小，集中说明一个问题的小课程”，主要使用“微视频”作为记录教师教授知识技能的媒体（黎加厚，2013）。
焦建利从微课兴起的根源和应用发展来分析，将微课定义为“是以阐释某一知识点为目标，以短小精悍的在线视频为表现形式，以学习或教学应用为目的的在线教学视频”，是在线学习实践中极其重要的学习资源（焦建利，2013）。
在国外，与微课有关的名词有Microlecture、Minicourse、Microlesson等。Microlecture最早雏形见于美国北爱荷华大学的LeRoy A. McGrew教授所提出的60秒课程（McGrew，1993）以及英国纳皮尔大学T.P.Kee 提出的一分钟演讲（Kee，1995），而与近年国内热议的微课相近的则是2008年美国新墨西哥州圣胡安学院的高级教学设计师、学院在线服务经理David Penrose提出的解释，即Microlecture不是指为微型教学而开发的微内容，而是运用建构主义方法生成的、以在线学习或移动学习为目的的实际教学内容。这些内容是1-3分钟带有具体结构的展示视频（Shieh2009；关中客，2011；梁乐明等，2013）。
从不同学者对微课的界定中可以看出，目前大多数学者认为微课是针对单个知识点的、短小精悍的、以视频为主的、为教学和学习提供支持的学习资源。这种认识，仅仅强调微课的“微”而忽略了微课的“课”，简单地将微课归于学习资源。如果微课仅仅是资源，这与以前的“积间”、“课件”又有哪些实质差别？微课本身应该先是一种“课”，在此基础上再强调“微”的特征。此外，由于微课起源的表现形式是短小的视频，使得目前很多学者认为微课就是微视频，误将微视频视为微课内容的唯一表现形式。微课作为一种课程，根据不同的教学或学习需要，它可以采用多种媒体形式来呈现教学或学习内容，而非仅限定于视频。
因此，我们应该从“课”的角度来理解微课的内涵，在“课”基础上强调“微”。“课”本身不是一种学习资源或材料，而是一种包含了学习内容、活动、评价等要素的教学服务。此外，作为课程，微课的内容表现形式不仅仅局限在视频，还可根据不同课程的需要采用其他多种媒体形式。
二、 微型课程的结构与特征
我们认为，微课不等于学习资源，它是内容、服务和互动的载体。微课是某个知识点的教学内容及实施的教学活动的总和。它包括按一定的教学目标组织起来的教学内容；按一定的教学策略设计的教学活动及其进程安排。
微课不单纯是学习资源，它具有完整的教学结构，包括微型资源、学习活动及其安排、学习效果评价和课程学习认证（见图1），同时微课还承担着一定的教育服务，包括能够通过学习资源承载的教学服务从而指向问题解决，以及能够对学习过程提供沟通与支持的服务。

图1微课的结构
因此，微课是在微型资源的基础上附加教学服务的小型化课程，其基本结构包括微型资源、学习活动、学习评价和认证服务四大部分。
1．微型资源
微型资源并不等于微课，而只是微课的一个重要构成要素。微型资源为学习者呈现短小、精悍的学习内容，是传递知识的主要部分。在具体教学中，微课讲授的知识点内容呈“点”状、碎片化特征，这些知识点，可以是知识解读、问题探讨、重难点突破、要点归纳；也可以是学习方法、生活技巧等技能方面的知识讲解和展示。微课不仅适合于移动学习时代知识的传播，也能满足学习者个性化、深度学习的需求，即学习资源可根据不同学习者的个性化需求灵活地进行组合与定制。具体来说，微课中的学习资源具有以下几方面特点：
（1）教学针对性强，内容少而精：微课学习常常是一种短时间、片段化的学习，学习者往往没有相对完整的、大块的时间来开展学习。过于庞大系统的课程常常让学习者望而却步，因此微课教学内容设计时应遵循少而精的原则。相对于较宽泛的传统课堂，微课的问题聚焦，主题突出，强调解决现实问题，与主题无关的素材会分散学习者的注意力，降低学习的效果，因此微课教学内容设计时还应以实用性学习目标为主，以解决工作和生活中的实际问题为中心来组织学习内容仅呈现针对某个小知识点或具体问题解决的小型化、针对性的教学内容，包含的学习资源应该围绕某一个中心或主题展开。
（2）教学时间短、容量小：微课学习时间短而有效，时长一般为2-15分钟左右，最长不宜超过20分钟，学习资源总数据容量一般不超过几十兆，在内容设计时，尽可能进行知识点分割，将知识体系划分为小粒度、自包含的组块，即使学习内容仅承载一个知识单元，但它是能够提供相对完整的自包含的知识组块。
（3）支持多种媒体，但需尽量简化：微课可以通过视频、动画、图片集等其中一种媒体或多种媒体组合的形式进行呈现，而不仅仅是视频。在设计时，在保证学习质量的前提下，应尽量简化媒体表现设计，使用简单而经济的媒体，且由于目前移动终端的丰富性，应尽量使用大部分终端均能播放的媒体，同时考虑到学习者的偏好。一个学习内容可提供多种由单一媒体提供的呈现形式供学习者选用。
（4）内容开放，支持进化控制：Web2.0时代是一个群建共享的时代，提倡利用群体的智慧来促进微型课程的不断完善和进化，应该在课程实施过程中吸收学习者生成的优质内容，允许普通学习者参与到课程内容设计中来，允许学习者对资源内容进行改进与完善。不仅允许任何学习者来创建微课，还允许创建者之外的其他学习者来共同完善、更新微课内容，利用群体的智慧不断促进微课的进化发展。优秀的微课往往是多名学习者协同编辑，共同建设的结果。
（5）多终端显示自适应：移动学习的微型课程可适用于不同情境、不同设备，因此，学习内容应可根据不同情境进行内容的自适应调整，根据不同设备对资源的呈现与组织方式等进行自适应调整。微课内容不仅适用于传统的在PC上进行的学习，还支持以移动终端，包括各类智能手机，PAD以及专业学习机等开展的移动学习、泛在学习，能根据不同移动终端以不同的展现形式进行内容的自适应呈现（见图2）。

图2微课的多终端显示自适应
微课应该具备多元格式的特征，设计时应满足不同学习者感兴趣的内容主题和形式，支持个性化的内容表征。移动学习者的注意力、学习动机、兴趣和投入状态均不高，通过设计学习者感兴趣的主题，采用喜好的形式（例如游戏形式等），可以延长学习者的注意力。
（6）通过语义表征结构，散而不乱：微课将教学内容拆分成小的知识点，非常离散，导致微课承载的知识不成体系。这就要求微课要采用新的组织和管理方式，而基于语义技术组织微课正是其中一种重要趋势。其实，知识之间都有很强的逻辑关系，如果能够利用语义技术表征这些逻辑关系，将微课通过语义的方式关联起来，就会散而不乱。
2．学习活动
仅仅向学习者提供学习内容并不能真正促进有效学习的发生，主动产出丰富的、有创意的、支持合作学习的设计需要远远超越编码化知识的吸收。微课不仅支持学习内容的传递，还支持完整的教学结构和学习流程，实现学习者与微课的双向互动，其中学习活动是不可缺少的重要部分。
微课设计时关注的不再仅仅是内容，而应更多考虑内容的学习过程，通过对学习过程的一系列学习活动的有效设计，从而支持学习者对学习内容的深度认知。微课的内涵也应从单一的内容扩展到与学习有关的各方面因素，微课的设计也将从面向内容设计转向面向学习过程设计，也就是不仅仅考虑学习内容的多媒体表现的设计，更需要考虑如何更好地促进学习者学习这些内容，要按照学习内容的学习过程逻辑，安排合理的活动步骤，促进学习者对内容知识的深度加工。
比如著名的“TED-Ed”网站中（如图3），每个微视频都制作成一个微课程供学习者学习。微课中不仅包含微视频内容，还包含“观看视频（Watch）”、“思考题（Think）”、“深入学习（Big Deeper）”三大模块及其他辅助功能。其中，思考题中包含5道选择题和3道问答题。在选择题中，若用户判断错误时，平台不仅进行反馈，还提供视频回放提示（Video Hint）将把学习者引导到视频与该题目内容的对应的视频位置再次观看。此项功能不仅能够较好地实现对视频所学内容的及时反馈，同时也让用户与视频内容之间实现了深度交互。在四大模块中，“观看视频”和“思考题”、“深入学习”三个模块之间具有较为一体化的界面承接和用户体验，即用户可以边看视频边进行练习测试等。

图3TED-Ed的学习活动设计
微课应该在学习者如何学习、通过学习活动引导积极的参与和提供促进学习的实时反馈这些方面为他们提供选择。每个微课中基本包含与内容相对应的若干学习活动，如讨论、投票调查、提问答疑、在线交流、发布作品、六顶思考帽、概念图、学习反思、练习测试、辩论活动等等，这些学习活动为学习者提供了学习支持，促进了学习者与微课的交互，促进了学习者对知识的深入理解与建构。此外，微课还可将学习者与其交互的信息记录下来，进而跟踪用户的学习行为，进一步挖掘用户的学习特征信息，如用户的学习路径，学习时间，学习偏好，学习效果等。
移动学习无论在教学上，还是移动设备、人际交互方面，均与传统的数字化学习有所不同，因此，在对微课中的学习活动进行设计时，应注意参考以下原则：
（1）简单的原则：尽量设计交互过程相对简单的活动，移动终端的CPU处理能力和内存相比PC端还是非常有限的，移动学习者的学习时间又是分散的，并且容易受外界干扰，这些都决定了移动微课的设计必须坚持简单的原则，即界面简洁，操作简单，一个学习活动只承载一个动作，例如听、阅读等。
（2）少输入原则：一键多能是手持设备的共同特点，即便是使用配有外置专用键盘的手持设备来输入大量的文字也绝非是一件方便的事情。所以在设计移动微课时，尤其是交互设计方面要尽量减少文字输入，按钮和界面设计上也应简洁统一。
（3）自然体感交互原则：交互方式的自然性是微课发展的重要方向，学习者可以方便、自然地使用人类所熟知的方式与微课进行交互。移动终端要能够准确无误的感知包括自然语言、手势语言、面部表情在内的不同人类表达方式，实现拟人化的人机交互。未来移动人机界面将更强调自然、高效和智能化。目前，非常有发展前途的终端交互技术包括标记识别、语音输入技术和手势识别技术等。自然体感交互，可以让微课的学习体验变得更轻松、更高效、更令人满意，甚至更令人惊喜，从而也会大大促进微课的普及和新学习模式的产生。
（4）学习交互的情境性原则：依据微课应用场景的不同提供自适应的交互方式也是值得关注的发展趋势。如可依据应用场景动态配置键盘，从而保证小键盘同样能操作、控制多样化的应用，这样在手机上做各类选择题目时，就不用担心ABC选项的输入问题了，因为系统能自动感知当前的应用场景，并根据场景中的输入需求为学习者提供适宜的输入键盘。
教学本质上是一类活动，其间包含了丰富的教学策略、教学方法以及学生的认知过程。教学要通过安排适当的外部条件与学习者参与的活动来影响和促进学习者的内部心理过程。而思维是活动的内化形式，活动中蕴涵了认知过程。“技术”要促进学习者有意义学习的发生，需要突破学习内容对象的范围，从活动的层面提供支持，对内容以及如何学习该内容的学习活动进行整合性设计。微课的设计，要从原来的关注资源的艺术表现力（如何呈现得好看，符合学习者的习惯、认知规律等）到关注资源与学习过程的有机结合，在学习资源开发中注重应用和借助技术体现学习科学的设计原则。未来的微课设计不再仅仅停留在内容的传递还应包括与内容密切相关的学习活动设计和活动过程记录。
3．学习评价
丰富多样的满足需求的高质量学习资源、良好的学习支持服务体系以及及时有效的反馈评价是促进学习有效发生的三大主要外部因素。移动学习具有移动性、普及性、个性化、片段化等特性，面向的学习对象能力水平也参差不齐，微课作为支持移动学习的微型课程，除了提供学习资源、学习活动外，还应包含能够对学习过程和结果进行评价的学习评价要素，包括过程性评价、发展性评价、评价及时反馈机制以及融入课程的整体评价。
（1）过程性评价：微课评价的关键是要做过程性的评价，不能仅依赖于最后的考试测验，需要将过程性的评价和结果性的评价相结合。应通过内置的学习活动、交互与评价指标，在跟踪用户学习行为、记录用户学习过程信息的基础上，对学习者的学习效果进行评价。由于微课包括内容、活动、服务和评价等具体教育活动组成，在内容学习掌握过程中有学生的参与活动，应该记录学生参与活动的数据，并通过数据来形成评价方案。例如学习时间、教师要求学生参与的课堂或课后活动等，学生参与微课教学活动留下的数据，可全面反映学生学习微课的情况。
（2）发展性评价：在微课学习过程中，学生参与互评很重要，即评价多元化。应根据不同学习者的个性化差异提供个性化评价，采取多种评价方式，实现评价主体多元化，包括教师评价、同伴互评和自我评价。且能将评价结果记录到用户的个人学习档案中，促进学习者的发展。微课教学的评价需要综合多种因素，评价多元化可有益于师生参与热情的提高和评价的客观性。从知识体系的构建和更新的角度，这种多元化评价方式也可保证教学内容知识的更新和知识点与知识框架的构建。学生参与互评，对微课进行编辑和修改，使微课知识内容生成、进化并不断完善，成为知识进化的一个过程。
（3）评价及时反馈：采用及时反馈机制，使得评价内容和结果能及时反馈给学习者，同时允许学习者随时查看评价内容和结果，以促使学习者及时了解自身的学习情况并调整学习策略。
（4）融入课程的整体评价：微课的评价数据应该能够融入课程的整体评价之中，教师应根据教学目标、教学活动来设计自己的教学方案和评价体系。在一个评价方案中，每个知识点占总课程一定的分数比例，知识点分值的设置可根据具体情况来定。同时，根据每个学生的具体情况和每个知识点的得分情况，，对于整个课程教学中的每个知识点都有一个过程的考评和测定评价指标，整个学习过程都是应该具有活动自动记录。
4．认证服务
与传统的一个学期学完一门包含几十个知识点的课程不同，移动学习者往往利用零散的时间来学习，一门微课也往往仅包含单个知识点，因此在对学习者知识能力水平的认可方面，传统的试卷考核形式并不适应于移动学习。微课应提供专门的、针对移动学习的认证服务。由知识领域的专家或专门认证机构提出认证标准、内容与规范。认证服务可根据认证标准，结合学习者的学习评价结果对学习者进行对应的某些知识、能力水平的认证。通过认证的给予颁发电子认证证书，并纳入到电子学档或学分银行中。该认证证书能说明学习者在某知识、能力方面的水平。在未来，学习者获得多个相关的认证证书后，可申请更高水平的认证，如学历、学位等。
在具体实践方面，微课可借鉴近年来受到极大关注且发展迅速的“大规模开放线上课程”（MOOC）（Masters，2011）在认证服务方面的相关思路。目前MOOC的认证服务主要包括两种，一种是未授予学分，仅提供分数和《结业证明》，大部分的MOOC课程采用的是这种认证模式；另一种是学分认证，已有部分院校开始尝试这种认证方式。
对于证书认证，大多数MOOC课程采用的方式是将授课视频切割成众多短小的片段，中间穿插习题和小测验。只有通过教师制定的标准，才能获得证书（王文礼，2013）。例如Mobile Learning （Mob iMOOC），通过制定一定的标准，对积极参与课程的学习者颁发由所有课程指导教师签署的课程证书等（李青等，2012）。
对于学分认证，虽然MOOC 课程是完全开放的课程，但是有些课程也提供了学分认证。这种学分认证一般与具体的学分授予院校相关。如果在课程的学习过程中严格遵守相关学历授予院校的要求（如通过某些考试、测试等），是可以以该课程的学习获得学分的（王文礼，2013）。例如：华盛顿大学2012年秋季为其 Coursera 课程提供学分（Downes，2013）；CCK11 课程加入了加拿大曼尼托巴大学（University of Manitoba）的课程计划，由该大学的继续教育和学习技术中心给予认证，如果需要获得该课程学分，学习者需要在学习前向该大学申请并注册（陈平，2013）；为了防止学生作弊， Udacity 和 edX 与测验服务提供商Pearson VUE 达成了协议，在网站上注册学习的学生可以选择参加有监考（认证）的期末考试，通过考试即可获得认证（丽贝卡，2013）。
微课认证的电子证书不仅仅用来证明学习的情况，更应用于表征学习者的知识结构，学习历程、学习状态，用来实现个人知识体系的可视化，为个性化学习内容推荐与学习服务提供前提基础。通过表征不同学习状态的电子证书，可构建个人知识地图，它是基于语义的，由用户个人已掌握的知识以及知识之间的关系所构成的知识网络地图，它可以对学习者内部的隐性知识进行揭示。通过知识地图，用户可清晰了解自身已有的知识构成，从而为下阶段的学习决策提供依据。知识地图中的知识节点将相关资源聚合起来，向用户呈现这些相关资源以及这些资源与该知识点的关系，从而为用户在进行学习资源选择时提供决策帮助信息。
5．微课组织
一门课程包括几十个甚至上百个知识点，而一个微课仅承载单个知识点，因此微课相比传统课程来说微小得多，在庞大的微课“海洋”里，学习者容易迷失，更加难以获得所需的知识，因此，以往课程的组织方式已不再满足微课库的需求了，在微课组织时还应注意参考以下原则：
（1）语义关联与聚合：微课往往都是针对单一的知识点或主题或问题展开的，单独来看，它所承载的知识是零散的，不成体系的。但知识与知识之间是有联系的，因此，随着语义技术的发展，要通过语义关联技术来表征不同的微课之间存在各种知识逻辑关系，从而多个微课可共同构成一定的知识体系，虽然零碎，但不凌乱。利用这些语义关联，不同的微课可根据一定的知识主题进行聚合，形成更大的主题知识单元。微课这种基于语义的关联与聚合实现了内容从资源组织到知识组织，从线性、树状组织到网状关联的重大转变（如图4）。

图4微课的语义组织结构
（2）内容语义关联，支持基于情境的结构重组：虽然移动学习的微型课程仅包含单个知识点，呈现出一种松散的状态，但不同学习资源背后应存在某些关系，这些相互关联的学习资源可根据某一主题进行聚合，完成特定的学习目标，使学习者在不断的学习中形成隐形的连续的知识结构。因此，设计松散、可重组的知识组块，使得设计的知识组块之间可实现方便地、松散地重组，将相互关联的知识单元进行重组后可完成某一主题的学习。在资源设计时需注意构建资源之间的关联，要通过语义技术来组织资源。移动学习是在一定情境下进行的学习，学习的目的与情境问题紧密相关。通过语义关联微课，可实现基于情境的结构适应，实现关联的知识与实际情境建立紧密的联系，为学习者模拟真实的学习情境，或提供真实情境下的案例、应用等，以便于学习者将知识与自身经历等建立关联，在较短的时间内理解知识，快速将知识运用到现实中来（如图5）。

图5基于学习情境的微课结构重组
（3）以知识为中心，构建社会认知网络：除了传统的学习资源外，人作为知识传播和学习内容来源的管道，也是一种非常重要的学习资源。学习者在学习过程中会与微课形成各种不同的关联，这些关联与微课、学习者共同构成了社会认知网络，以微课为中介点，不同学习者之间形成了各种关联。学习者在学习过程中，可利用这种社会关联，发现其他学习者并与之交流从而获得学习内容。因此，微课除了承载已有的学习内容外，还具有社会性特征，能为学习者提供获得学习内容的社会性渠道（如图6）。

图6以微课为中介形成的社会认知网络
在微课的学习过程中，学习者不仅是从内容中获得知识产生学习，在内容背后的人在学习过程中扮演着重要角色。随着学习者之间的不断交互，便会逐渐形成一个具有相同学习兴趣和爱好，交往频繁的认知网络。每个学习者都是泛在学习认知网络空间中的一个实体节点，可以与不同的学习者节点透过学习资源或其他学习者个体建立学习连接，节点之间的连接强弱通过多因素复合的认知模型来表示，随着学习者的不断的学习和交互，学习共同体网络中节点状态和联系也会得到持续的更新。微课学习中的交互，绝不仅仅是学习者与物化的学习资源的交互，更重要的是在参与学习的过程中，吸取他人智慧，透过学习资源在学习者、教师之间建立动态的联系，学习者可从同伴那里获取新的知识、得到学习上的帮助。
由于学习资源的动态性和生成性，且处于不断的进化发展，在知识更新速度越来越快的今天，学习不再仅仅为了掌握现有的知识，更重要的是能持续性地获得知识及知识的变化发展，而这就需要一条能获取和维护能够持续得到知识的“管道”。人就是搭建这个“管道”的重要组成部分。微课除了可以作为独立完整的学习单元存在外，还可以作为学习者认知网络联通的中介点。也就是说，学习相同或相似主题学习内容的学习者还可以透过学习资源实现社会认知网络的构建，这与联通主义学习观所倡导的“联结和再造”价值取向是一致的。
三、 基于学习元的微课设计
自2000年起，北师大教育技术学院就开始组织了一个“基础教育跨越式发展创新试验研究”的项目，在人手一台电脑环境下开展技术与教学的双向融合的研究工作，在提高教学质量，转变教与学的方式方面，取得了显著的成果。该项目先后有400多所学校、2000多名教师、60000多学生参与。为了对参与项目的教师提供网络支持，自2010年起，我们将信息化教学理论、模式、方法、案例等知识，划分出一批实用的小型知识点，基于学习元平台，开发了一门基于微课的培训课程。
“学习元”是适合泛在学习环境与非正式学习的一种新型学习资源组织方式，英文名为Learning Cell，简称LC，它是一种适合泛在学习和非正式学习、具有可重用特性、支持学习过程信息采集和学习认知网络共享，可实现自我进化发展的微型化、智能性的数字化学习资源，具有生成性、开放性、联通性、可进化发展、智能性、内聚性、自跟踪、微型化等基本特征，可以实现学习者群体智慧的共享和学习工具的共享（余胜泉，2009）。
学习元平台是以学习元为基本资源组织单位，支持正式学习和非正式学习的学习平台。从功能上来说，学习元平台是CMS和LMS的结合体，兼容了资源管理和学习管理的功能，相对于一般的网络教学平台来说，学习元平台的特色主要包括：（1）基于本体的资源组织，实现资源的语义化描述和管理；（2）开放的资源结构，允许多用户协同编辑内容；（3）完备的版本控制技术，展现资源进化的整个历程；（4）学习内容与活动整合，支持面向学习过程的资源设计；（5）社会认知网络的动态生成与共享；（6）支持Open Social规范，实现开放工具服务共享；（7）强大的可视化呈现技术，增强用户体验；（8）多种资源展现模板，实现资源的灵活呈现；（9）语义标签导航，辅助用户快速发现相似、相关标签；（10）动态领域资源聚合，将领域相关资源集中展现；（11）支持Android设备，多终端自适应呈现资源。
1．基于学习元的微课开发模式
由于微课的学习目标、内容组块、学习时间等都呈现出微、小的特点，因此微课的结构与普通课程结构有所区别，这也使得微课开发与普通课程开发相比有所不同。我们可结合微课自身的结构，在设计原则的指导下，依托学习元平台进行微课的设计开发。
一个标准的微课包含学习目标、知识点、元数据、聚合模型、知识本体、学习资源、学习活动、学习评价以及学习过程中的各种生成性信息等，其中元数据即是知识点属性，知识本体即是对知识点属性进行编辑值，建立知识点之间的关系。图7呈现了在微课协同编辑环境下的微课开发模型结构的划分。基于学习元的微课开发包括课程分析、设计开发、包装聚合、应用、评价与修改等环节。

图7基于微课协同编辑环境的微课开发结构模型
课程分析：首先对开发的微课进行前端分析，包括需求分析、学习者的主要特征分析、知识点分析、可用资源分析等，并在分析的基础上确定微课的目标定位。
内容分析：微课设计首先要对微课所承载的知识粒度进行划分，即将知识体系拆分成独立的单元，要尽可能小，小到不可再分，但又要尽可能大，大到涵盖一个完整的知识点教学。一方面，在设计移动学习资源时，应尽量将学习内容按知识点进行分割，尽量保证一个学习内容中仅包含一个知识点，使得学习资源更加适合于短时间、短流程的片段化学习。另一方面，作为一种课程，虽然为了适应学习者非连续的注意状态，移动学习要求学习资源是微型化的、小粒度的，但同时也要保证微课本身传递的知识的完整性，可被用于单个完整的知识点的学习。
设计开发：对微课有了详细的分析和明确的定位之后，需要对微课的主要部分进行设计开发，包括内容设计、教学设计、微课资源、学习活动、学习评价、认证规划、元数据标记、语义关联等。
包装聚合：将微课的内容、活动、资源、元数据、学习评价、语义关联等按一定的微课包装规范进行包装，根据不同的需求与情境实现微课内部各要素聚合，以及相关主题的微课聚合形成粒度更大的课程。
应用、评价与修改：将微课投入到实际教学应用中，从实践中获得学习者对微课的评价，根据反馈的评价信息来修改开发过程的各个环节，实现对微课的进一步完善。
2．基于学习元平台的微课设计
学习元平台是基于学习元理念开发的开放型学习平台。该平台管理的基础实体是学习元，基于学习元的特征提供了各项特色功能。学习元是一个复合结构，包括学习内容、学习活动、学习评价、社会认知网络、语义描述等多元信息，很适合用来表征“学习内容+学习活动+学习评价+学习认证”的微课结构。我们利用学习元平台实现了微课的设计与开发。图8为一个典型的基于学习元平台设计开发微课，该微课包含学习资源、学习活动、学习评价等部分。

图8基于学习元的微课
在学习资源部分，该微课提供了简单精炼的要点文字内容和一段3分钟左右的微视频，知识点单一、突出，内容短小、精悍，符合移动学习资源设计的原则。学习元平台支持文字类、视音频类、动画类等多种媒体形式的学习资源，微课设计时可根据知识点类型选择不同的媒体及其组合形式，力求在较短的时间内、以简单易懂的方式呈现出所要传递的知识信息。
学习元平台提供的内容编辑功能允许任何人对微课内容随时进行修改与完善，同时结合半智能化的内容审核机制，即当编辑的内容与原内容密切相关或通过创建者审核之后系统将自动生成新的微课版本（如图9呈现了该微课的各个历史版本）。内容编辑功能通过利用群体的智慧来实现微课的不断更新与完善，避免了资源的浪费。

图9历史版本页面
移动学习的重要特征之一是利用移动设备进行随时随地的学习。学习元平台的多终端适应功能恰好能满足这一需求。学习者不仅可以利用PC登录学习元平台进行学习，同样可利用手机、平板等移动设备开展随时随地的移动学习，且多种终端之间的数据是同步共享的，从而实现学习的无缝对接。图10为该微课分别在手机和平板上的呈现界面。

图10手机版界面（左）和平板版界面（右）
在学习活动部分，该门课程在学习内容下方直接为学习者提供了两个与内容紧密相关的学习活动。当学习者学习了学习内容之后，可直接参与相关学习活动，在活动中获得对知识的进一步建构与深化。
移动学习环境是一种充满交互的学习环境，通过交互，学习者可实现信息的双向交流，不仅激发学习者学习动机，且能促进学习者在交流中进一步获得知识的建构。移动学习资源是一种可交互的学习资源，设计者在进行资源设计时应注意学习者与资源的交互设计，如相关的活动设计等等。
学习元平台目前提供了包括讨论交流、投票调查、概念图等提供十种不同类型学习活动，可支持不同的课程设计。且允许将学习活动融合到学习内容的相应位置，使得学习活动更加有针对性，学习者的学习过程更加科学、流畅，帮助学习者形成“学习-反思-学习”的学习过程。图11为该微课的学习活动模块。

图11学习活动模块
此外，学习元平台还支持将设计好的学习活动插入到微课内容中，实现内容与活动的高度融合（如图8）。
在学习评价部分，该门课程的开发者为课程设置了评价方案，学习者在学习过程中可随时查看自己的评价信息，了解自己的学习情况，适当调整学习策略。
学习元平台提供了基于过程性信息的评价服务。该服务为课程开发者提供评价方案设计工具，开发者可针对该门课程设置一定的评价方案，系统根据评价方案，结合不同学习者在该门课程中的学习过程信息来对学习者的学习过程和整体学习情况进行评价，给出评价结果并反馈给课程开发者和学习者。
图12为学习元平台提供的评价方案设计工具，创建者可从平台提供的过程性信息模块中选取或自定义某些模块并为不同的模块设置权重从而构成评价方案。如图13为该微课的评价方案。

图12学习评价创建工具

图13评价方案
系统将根据评价方案对学习者的学习进行评价，创建者可查看到该微课所有学习者的评价结果（如图14），以及单个学习者的详细评价结果（如图15），从而了解学习者当前最新的学习情况并对教学或课程进行适当调整。此外，学习者也可随时查看自身当前最新学习情况，了解自身的学习情况并适当调整学习策略。

图14所有学习者的评价结果

图15某学习者的详细评价结果
在认证服务部分，学习元平台提供了与外部进行信息交换的服务接口。可根据认证专家或认证部门提供的认证标准与规范，学习者可申请相关知识、能力认证。学习元平台利用认证服务接口与认证系统进行信息交换，如将学习者的学习评价信息传递给认证系统，从认证系统中获取学习者的认证信息。
利用学习元平台的评价功能可实现上述这种认证服务。课程创建者在学习元平台上创建课程之后，参考认证部门提供的认证标准与规范，设计与证书相适应的评价标准。评价系统按照这一评价标准来评价学习者的学习。当学习者达到评价标准后，可允许学习者申请相关证书，用户个人中心将颁发给用户一个认证许可证书，并将学习者的学习过程信息传递给认证系统，持有认证许可证的学习者可通过学习元平台提供的考证链接进入认证系统进行证书认证。认证系统将认证结果传回用户中心，授权用户中心给通过者颁发电子认证证书。
基于评价数据而颁发的电子认证证书可以构建个人的可视化知识地图，如图16，中心节点表示当前用户，圆点代表知识点，知识点间的带箭头的连线表示他们之间的关系。圆点不同的颜色表示不同的状态，红色表示当前用户还未完全掌握该知识点，蓝色表示该知识点是当前用户创建的，绿色表示当前用户已掌握了该知识点。

图16基于学习认证的个人知识地图
3．微课教学信息描述
微课是针对单个知识点的微型课程，是一个个零散的、微小的独立单元。由于存在各种不同的知识领域，每个领域中的知识体系又十分庞大，当将这些知识体系按照一个个知识点进行拆分，制作成微课后，势必形成海量的微课库。且移动学习是一种随时可进入的、片段化、短流程的学习，学习者想要从海量的微课中，快速而又准确的获得所需的微课，目前主要有两种途径：一是利用智能检索，二是系统根据学习者的需求向其自动推送满足需求的微课。无论是检索还是推送，想要得到准确的结果，准确的微课信息描述是不可或缺的。若微课没有任何特性信息的描述，学习者将很难从中识别和获取那些他们所需要的微课。当微课无法被学习者获取时，微课也就失去了它的应用价值。也就是说，完备的信息描述是微课得以应用的重要前提。
微课作为一种课，教学信息是其最为重要的信息，也是学习者用来识别和选择微课的关键。如何对微课进行教学信息描述是微课设计时需要考虑的重要方面。学习元平台中除了提供传统的手动填写关键词、标签的方式来描述微课信息外，还提供关键词和标签的自动提取、自动分类、语义标记可视化以及关联标记四种方式对微课教学信息进行描述。
关键词和标签的自动提取：关键词和标签的自动提取是指系统根据语料库信息对微课内容进行分析，自动提取核心关键词或标签来实现微课信息自动化描述。这种方式相比手动添加关键词或标签来说，一方面能较为全面的概括微课特征，另一方面，随着微课内容的修改完善，信息描述的关键词或标签也能自动更新完善，无须创建者手动修改。
自动分类：分类机制是目前对教育资源信息描述与管理的主流方式之一，它利用分类体系对学习资源的信息进行描述。自动分类是通过分析微课的内容来提取其特征信息，再逐一与系统所有的分类体系进行匹配，从而将微课自动加入到其符合的分类中，保证所有微课在分类信息方面的一致性和全面性。
语义标记可视化：本体技术是语义网络的核心内容之一，一般用来对概念或知识进行形式化的表述，使得它们更便于被机器理解并进行进一步的自动化处理，并有助于这些概念和知识在不同的领域和人群中达成共同理解(余胜泉等，2011)。语义标记可视化是根据微课的承载的知识点，采用可视化的方式为微课打上一些语义标记，其本质是将对微课的信息描述从语法层面上升到语义层面。语义标记不仅可以更加精确地描述微课，且利用本体概念之间的关系可以实现微课的精确检索、推荐与聚合。可视化的方式则可便于普通学习者更加直观地了解微课的语义信息。
关联标记：知识与知识之间是存在一定逻辑语义关联的，微课作为承载知识的载体，不同的微课之间也存在一定的相关性。微课之间的关联信息能为学习者选择学习路径、学习策略时提供重要依据，对学习有重要帮助。因此，除了自身所承载的教学内容的信息外，微课的教学信息还应包括微课之间的关联信息。关联信息可通过关联标记来表示，即将具有逻辑关系的微课打上关联标记，记录彼此之间的关联关系。学习者可根据不同的关联关系找到对应的微课。
基于上述几种对微课教学信息的描述，学习元平台除了提供常规的关键词检索之外，还提供了多种相适应的检索方式来方便学习者找到所需的微课。学习者可根据微课所属的分类、标签等信息进行资源检索，包括全文检索、语义检索和关联检索。全文检索时，学习者只要输入相关的检索词即可获取内容中包含检索词的所有资源。语义检索时，学习者可通过设置具体的语义属性值即可实现微课的精确检索，获得特征符合需求的微课。关联检索时，学习者可在微课的关联页面中发现与当前微课相关的其他微课（如图17）。

图17基于关联的检索
4．微